Suurjärv asub sügavas Rõuge ürgorus ja kuulub Rõuge aheljärvestikku. Suurjärvest kagu pool paiknevad samas ürgorus Liinjärv ja Valgjärv, loode pool Kaussjärv, Ratasjärv, Tõugjärv ja Kahrila järv. Suurjärv nagu ka teised Rõuge järved on tekkinud jääaja lõpul jääsulamisvete uuristava tegevuse tagajärjel. 

Suurjärv on Eesti järvedest kõige sügavam - 38 meetrit. M. zur Mühlen on saanud sügavuseks ka 41 meetrit. Järv on ühtlaselt süvenev, tema sügavaim koht asub järve keskkohast veidi kagu pool. Järve põhi on kogu ulatuses kaetud mudaga, v.a. üksikud kohad kaldaalal.

Suurjärve pindala on 13,5 ha ja keskmine sügavus on 11,9 m ning ta on läbivoolujärv. Temasse suubuvad ojad kagu poolt Liin-ja Valgjärvest ning põhja poolt Kaussjärvest. Järves on rohkesti kalda- ja põhjaallikaid. Väljavool on loodest Rõuge ehk Ajo oja kaudu Ratasjärve.

Vee värvus (oranzist heleroheliseni) ning läbipaistvus varieeruvad väga suures ulatuses. Taimestik koosneb 22 liigist. Taimi esineb kuni 8 meetri sügavusel. Järvest on leitud haruldast samblaliiki - Fissidens Julianust, ujuvat penikeelt, vesiroosi ja kollast vesikuppu. Rohkesti esineb vesisammalt, mändvetikaid ja tähkjat vesikuuske. Kaladest on enam ahvenat ja särge.

Rõuge Suurjärv pakub jõevähile rahuldavaid elutingimusi, kuid suure sügavuse tõttu elab jõevähki vaid suhteliselt väikesel alal.

Pärimuse järgi tulnud Rõuge Suurjärv Viitina piirilt, praeguse Suursoo kohalt läbi mäe. Veel praegu on mäes suur org näha.

Sõja ajal vajunud vana ja tore, hõbedaste kelladega kirik Suurjärve ja sellest peale enne iga mihklipäeva tõuseb üle järve ilus sild, millest mustamehe ehk munga kogu üle läheb, ise hüüdes:" Aeg saab tulema, aeg saab tulema, kui see kirik oma kelladega tõuseb jälle üles!"